题目内容
【题目】小明同学设计了一个“电磁天平”,如图所示,等臂天平的左臂为挂盘,右臂挂有矩形线圈,两臂平衡.线圈的水平边长L=0.2m,匝数N=1000匝,总电阻R=1Ω,现在让线圈的下边处于方向垂直线圈平面向里匀强磁场内,磁感应强度B0=0.1T,线圈上部处在垂直纸面向外的匀强磁场,且磁感应强度B随时间均匀变大,磁感应强度的变化率=2×10-3T/s,磁场区域宽度d=0.2m.重力加速度g=10m/s2.求:
(1)线圈中感应电流的大小;
(2)当挂盘中放质量为m的物体时,天平再次平衡,求此时m为多大?
【答案】(1)0.08A (2)0.16kg
【解析】
(1)根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势,再由闭合电路欧姆定律求感应电流的大小.
(2)根据F=BIL求出线圈所受的安培力,再由平衡条件求物体的质量m.
(1)由电磁感应定律得
由欧姆定律得
解得:
代入数据得I=0.08A
(2)线圈受到安培力
天平平衡
代入数据可得m=0.16kg
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